极板是碱性制氢电解槽的关键部件之一,它主要起到传导电子、阻隔阴极碱液和阳极碱液的作用。一台1000Nm3/h的电解槽一般需要200-300块极板。
1、极板结构及作用
在结构上,为增大电流密度,降低制氢能耗,极板被设计成两部分:主极板+极框。
主极板:有乳突板和平面板,其中乳突板更为常见。乳突板表面布有球形的凹凸结构,这种凹凸结构可以降低接触电阻,同时使碱液分布更均匀,最终实现降低能耗的目的。
极框:位于主极板的外部,上面设置有上端的两组气道孔和下端的一组液道孔,极框上与主极板焊接的部分被称为舌板,极框最外侧为剖面为锯齿状的密封线区,其余为隔膜和密封垫的重合区。它主要起到电解液的注入、分区流动的作用。
极板,图源自 常州瓦思特能源机械有限公司
乳突板,图摄于 苏州青骐骥科技(集团)有限公司
平板,图摄于 苏州青骐骥科技(集团)有限公司
2、极板生产工序
极板常见的材质是碳钢,乳突板、极框分别加工完成后,再焊接成最终组装用到的极板。
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乳突板一般是通过冲压工艺来制作,会用到大型的液压机。
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极框的加工涉及:原料切割、卷圆、粗加工、精车等工序。
制氢装置极板液压机,图源自 天津太平洋超高压设备有限公司
极框与乳突板激光焊接线,图源自 苏州晨华智能装备有限公司
除此之外,还有些企业会采用塑料极框,主要塑料材质有PTFE(聚四氟乙烯)、PSU(聚砜),加工工艺是注塑成型,具有减重、缩小体积、不惧电腐蚀等优点。
非金属极框,图源自 氟达氢能源科技(镇江)有限公司
非金属极框式碱性电解槽,图源自 浙江温州高企氢能科技有限公司
以上内容就是关于碱性制氢电解槽极板结构、作用及生产工序的简要分析。
原文始发于微信公众号(艾邦氢科技网):碱性制氢电解槽极板结构、作用及生产工序简析
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根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)》预测,2030年中国氢气需求量达3715万吨,2050年达9690万吨。有分析认为,电解水制氢将逐步作为中国氢能供应的主体,在氢能供给结构的占比将在2040、2050年分别达到45%、70%。
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